重庆大学本科学生毕业设计.docx
《重庆大学本科学生毕业设计.docx》由会员分享，可在线阅读，更多相关《重庆大学本科学生毕业设计.docx（27页珍藏版）》请在冰点文库上搜索。
重庆大学本科学生毕业设计
重庆大学本科学生毕业设计
网络的规划设计和系统集成
学生：
ＸＸＸ
学号：
XXXXXXXX
指导教师：
ＸＸＸ教授
专业：
ＸＸＸＸ
重庆大学ＸＸＸＸ学院
200Ｘ年Ｘ月
GraduationDesignofChongqingUniversity
Design&Systemintegration
ofHospitalNetwork
Undergraduate:
ＸＸＸＸ
Supervisor:
ＸＸＸＸＸ
AssistantSuperviso:
Major:
ＸＸＸＸＸＸＸＸ
CollegeofＸＸＸＸＸＸＸ
ChongqingUniversity
June200Ｘ年X月
摘要
随着信息技术发展的日新月异，医院信息化建设也在日益加快，如何更好的实现医院智能网络的构建，满足医院内各楼层间轻松安全的信息交换，充分利用网络的高效、及时等优势，为医生和病人服务，提高医院的综合竞争能力。
在此背景下，XXXX医院把网络建设提上了日程。
本设计是为该院进行网络所做的规划设计和系统集成说明书，主要主要包括需求分析、网络设计、结构化布线系统设计、网络系统测试。
本文详细介绍了医院网络规划和系统集成设计的各个方面。
在需求分析阶段，通过分析医院的应用情况，得到初步的网络需求信息。
在网络设计阶段，详细说明医院网络使用的各种网络技术和协议，医院内部各个科室的网络规划和地址分配方案，网络安全和网络管理的设计，最后还详细说明了医院的服务器配置。
在结构化布线设计阶段，详细说明了结构化布线系统的六个部分的设计，列出了详细的设备清单。
在最后的网络测试阶段包括静态测试和动态测试，静态测试包括了电缆的连通性和衰减性等测试，在动态测试，列举了测试各种网络设备如路由器、交换机的测试命令。
关键字：
网络设计，IP，路由器，交换机，
ABSTRACT
Informationtechniquechangeswitheachpassingday,asthedevelopmentofthis,hospitalinformation-basedconstructionalsodevelopswithahighspeed.Someproblemswereraisedoutaccordingly,suchas:
howtosetupandcarryoutthehospitalnetwork;howtosatisfyandmakeinformationcommutationbecomesimpleandconvenientbetweeneachfloorsinthehospital;howtoraiseupthecomprehensivelycompetitiveabilityofthehospitalbymakinggooduseofthenetworkintheservicefordoctorsandpatient.Underthisbackground,XXXXXhospitalraiseoutthenetworkconstructiontoitsagenda.Thisdesignisforthehospitaltocarryonthenetworkprogrammingandintegratedsystemdesign,mainlyincludingneedinganalysis,networkdesign,lines’structuredesign,networksystemtest.Thistextintroducesthehospitalnetworkprogrammingandaspectsofintegratedsystem.Attheneedinganalysisstage,itwillgetabasicrequirementsofnetworksettingafteranalyzetheappliedcircumstanceofthehospital.Atthedesignstageofnetworksetting,itwillpointouttheseinformation:
variousnetworktechniqueandagreementwhichelaboratesonthehospitalnetworkatitsharmonioususingstatus;italsodescribestheinternalprogrammingandaddressassignmentofeachsectionroominthehospital;thenetworksafetyandmanagementdesign,andfinally,theserverconfigurationofthehospital.Turntothestageofnetworkprojectassignmentanddesigning,itelaboratesonthedesignofthesixpartsinthenetworklines’assignments,itgivesthedetailedequipmentslistaswell.Thefinalnetworktestincludesthestatictestanddynamictest,thestatictestincludestheattenuationandconnexityoftheelectriccable,duringtheintroductionofdynamictest,itgivesoutallthetestingordersofvariousofnetworkequipments,suchastherouterandswitch.Keywords:
networkdesign,ip,router,switch,networkmanag
1需求分析
前言
随着医疗体制改革的不断深入，医院之间的竞争日益激烈。
医院之间的竞争，除了需要专业技术过硬的医护人员，还要靠改善医院的管理，靠管理提高服务水平，靠管理来增收节支。
同时，医院作为一个服务大众、关系民生的窗口行业，提供服务水平，让患者体验愉快的就医过程，是经济发展、社会进步、文明程度提高的重要内容。
"十六大"提出"全面建设小康社会"，对医院的发展也提出新的要求。
然后，现实的情况是，"三长一短"（挂号、收费、取药时间长、医生看病时间短）的医患矛盾还十分突出，广大百姓期待着这种状况尽快改变。
信息化作为未来社会发展的必然趋势，已经为很多行业带来深刻的变化，对医院的重要性也逐步显现[17]。
它的作用不仅仅是为了解决医院目前的生存问题，更是医院长期发展的基础。
在此背景下，重庆市急救医疗中心把网络建设提上了日程[16]。
医院的网络建设方案要在满足今天各种信息的传输要求和适应未来网络的发展之间寻求一个最佳的平衡点。
因此，XXXXXX医院对于网络建设提出了如下要求：
整个网络应具有一定的先进性、良好的安全性、稳定性、易管理性和扩展性，在当前投资下，实现网络的最佳应用；同时所建设的系统又能为将来网络进一步拓展及应用系统的发展、集成留有余地。
其次则要认识先进性和实用性的辩证关系，充分利用当今计算机与通讯技术的最新成果，从一个高的起点上开始发展，保证系统具有较长的生命周期，同时还要考虑资金、人力、应用等现有状况，把先进的技术和实用的产品融为一体。
此外，所选产品应符合国际技术规范和标准，具有开放性，支持多种协议和多种接口及跨平台应用[1]。
面对这样的应用趋势，我们需要准备一个怎样的网络，才能满足需求？
1.1医院网络系统对网络性能的要求
经过调查分析XXXXXX医院的应用需求，大致可以归纳为三个方面：
管理信息系统、临床信息系统、其他信息系统，如下表所示：
医疗行业主要应用系统简表
管理信息系统临床信息系统其他信息系统
门诊子系统门诊医生工作站系统科研子系统
急诊患者管理子系统营养，配餐子系统办公子系统
住院患者及床位子系统护理子系统信息查询系统
计价，收费子系统电子病例子系统远程医疗系统
药房、药库管理子系统手术室监控子系统
病案管理子系统临床实验室诊断报告子系统
人事工资管理子系统医学影像诊断报告子系统
财务子系统功能检查信息子系统
后勤、物流子系统病理图片、报告子系统
血库子系统
临床用药咨询子系统
通过对以上三类应用系统的分析，我们发现：
●管理信息系系统的应用特点是以文字、简单图形信息为主，虽然数据量不大，但对于基础架构需要比较高的可靠性和安全性，对服务质量也有一定的要求。
●临床信息系统的应用为丰则较为丰富。
除一般文本信息外，医疗应用数据包含大量图形、视频、语音信息，要求安全、可靠、保证服务质量和高性能，需要同时支持语音、视频和数据等多种业务，又要方便以后的扩展。
在某些关键应用上，对于服务质量、高性能、高可用性又提出了更高的要求[12]。
根据以上分析，我们得到网络化医院对网络性能的要求见表1.2所示。
医疗应用系统对网络性能
表1.2
HIS管理系统
PACS影像系统
非影像临床系统
GIS区域联网
高可用性
●
●
●
●
高性能
●
高扩展性
●
●
VPN
●
服务质量
●
●
●
●
网络安全性
●
●
●
●
网络管理
●
●
●
多业务网络
●
1.2医院网络系统对主机系统的主要要求
●主机系统应采用国际上较新的主流技术，并具有良好的向后扩展能力[16]；
●主机系统应具有高的可靠性，能长时间连续工作，并有容错措施；
●支持通用大型数据库，如SQL、Oracle等；
●具有广泛的软件支持，软件兼容性好，并支持多种传输协议；
●能与Internet互联，可提供互联网的应用，如WWW浏览服务、FTP传输服务、E-mail电子邮件服务、NEWS新闻组讨论等服务[17]；
●支持SNMP网络管理协议，具有良好的可管理性和可维护性；
1.3科室布局及信息点分布
各大楼的科室和详细信息点数见表1.3所示。
信息点分布表
表1.3
建筑
科室
信息节点数
主大楼
急症部
20
CT屋
20
挂号室
20
门诊收费处
20
门诊药房
20
B超
20
放射科
20
检验科
20
内科诊室
40
儿科诊室
20
妇科诊室
20
外科诊室
20
住院部A
100
手术室
20
中心机房
50
设备间
50
综合楼
眼科
20
肝胆科
20
内科大楼
内一科
20
内二科
20
内三科
20
内四科
20
住院部B
50
财政楼
财务科
20
结账处
20
医保科
20
行政楼
办公室
100
药剂科
20
礼堂
设备科
20
2网络系统总体设计
2.1网络设计和系统集成设计原则
根据XXXXXX医院的未来需求特点，网络设计和系统集成应遵循以下原则：
●采用Internet上的标准协议，提供医院内部及面向全体的WWW服务、FTP服务、NEWS服务、电子邮件服务，实现与国际互联的完全接轨。
●具有高峰处理能力，支持全面数字化，支持语音数据视频集成，7×24小时可靠运行，良好的网络性能和端到端的QoS控制。
●保证所有各科室临床业务分级管理。
●病毒防范，入侵检测，虚拟专网和阻止病毒传播，能防止网络的非法访问，保护关键数据不被非法窃取、篡改或泄漏，使数据具有极高的可信性，追求网络最高的稳定性，安全性。
。
●图形化的网络管理界面，各类设备统一的人机通信界面，达到良好的可管理性，便于医院网管人员管理整个网络，所有网络设备均可用适当的网管软件进行监控、管理和设置[2]。
●高性价比，满足目前需要，通过灵活性和模块化的方式平滑升级网络功能和扩展网络规模，满足不断增长的医院网络需求。
●本着实用的原则，尽量使用成熟先进的平台软件，以方便网络尽早投入实际运行。
●应具有支持通用大型数据库的功能，支持多种协议，具有良好的软件支持。
●采用分布式的结构，以便开发和维护，采用集群解决方案，以保证连续工作。
●为保证网络速度而采用高的带宽，同时应合理分配带宽，使用户不受网上“塞车”的影响。
●采用国际统一标准，以拥有广泛的支持厂商，最大限度采用同一厂家的产品。
2.2网络建设思想
基本构架以TC/IP为基本的传输协议。
主干网采用千兆以太网技术。
分支采用快速以太网技术以满足普通应用的需求。
采用先进的虚拟网络技术，将网络按功能划分为不同子网，增强网络的安全性。
融合WEB技术等INTERNET的综合应用。
采用防火墙技术提高网络的安全性、可靠性。
3网络系统详细设计
3.1网络系统拓扑结构
整个网络包括医院主干网和用户接入网，医院主干网采用全连接网状拓扑结构，用户接入网以星型网络为主，拓扑结构以主大楼16楼计算机中心为主，通过楼层交换机接入。
主干网是整个网络的信息传输主干线，如果不采取线路冗余措施，就可能由于一条线路失效而导致部分网络或整个网络瘫痪。
全连接的网状拓扑结构的主要优点是增加网络的可靠性。
当主干网上的一条链路发生故障时，网络信息可自动路由到另一条冗余链路上传输，提高网络的可靠性。
用户接入端采用星型拓扑结构是因为它与其他拓扑结构相比具有如下优点：
●网络结构简单、明了，易于管理、维护。
●网络可靠性高，不会由于一个节点（中心节点除外）出现故障，导致全网瘫痪。
●星型结构特别适合于当前流行的、先进的网络结构化布线。
●系统容易扩展，可实现带电接入与拆除，并且对整个网络运行无任何影响。
●特别适合于交换机、集线器等设备的连接。
●容易通过增加主干设备端口连接数，实现扩展主干线的带宽。
●适于星型结构的设备技术成熟，种类多，选择余地大。
图3.1 医院网络拓扑图
3.2联网技术
3.2.1主干网技术
主干网采用交换式1000Mbps以太网技术[4]，在该方案中，往来中心节点、内科大楼节点、行政楼节点、宿舍楼节点、办公楼节点之间采用多模光纤以全连接拓扑结构通过1000Mbps交换技术进行连接，这样既保持了主干网的高带宽，又保证了线路冗余。
3.2.2楼内局域网连接技术
楼内局域网采用快速以太网100M连接技术，通过超五类双绞线按照星型拓扑连接保证了用户100M到桌面的要求。
3.2.3广域网技术
医院系统与医保部门及其它医疗机构的信息交换非常的重要，同时这些信息都要求很高的保密性，所以建议采用VPN[5]接入连接医保中心，VPN采用隧道技术，让报文通过公共网络进行传输，他采用身份认证，对用户进行授权，对数据进行加密等措施确保了安全性，可有效确保医院网络的安全。
此外他还可有效地减少通信费用，容易扩展，支持及时地建立业务联系，便于管理。
在因特网的接入可以采用ISDN，ISDN它为用户提供一种连接电信用户和远程支持到企业局域网或Internet的高效，经济的方案，通过一对用户线提供电话，数据，传真，可视电话等多种业务。
3.3网络通信协议
为了对操作平台和应用软件有最好的支持，得到最优的性能价格比，以及和Internet实现连接，我们选择了以TCP/IP为中心的、开放的、标准的网络通信协议。
3.3.1高层网络协议
TCP/IP是一个成熟的而且功能完备的网络协议体系。
TCP/IP对现有的几乎所有通信介质都提供支持，同时有大量的应用软件和操作系统是以TCP/IP为基础的。
Windows2003、Windowsxp/2000、NetWare及高版、所有UNIX和Linux版本，它们都内置了TCP/IP协议。
在Windows上加载winsock模块即可实现TCP/IP功能。
DOS下也有许多实现TCP/IP功能的软件。
3.3.2低层传输协议
低层传输协议建议采用IEEE802.3（ISO8802.3）标准。
该标准中的802.3（10M以太网）、802.3u（100M以太网）、802.3z（1000M以太网）都是兼容的，能够实现真正的无缝连接。
802.3是局域网中使用最多的物理层、数据链路层以太网标准。
绝大多数网络设备、网卡支持802.3标准。
3.3.3主干线标准
主干线使用的多模光纤遵从SONET/SOH的OC/STM标准。
只需更换主干上的网络设备即可实现带宽升级。
3.3.4广域网协议
路由器支持的接口有V3.5，RS-232等，支持的广域网协议有PPP，FrameRelay，VPN，ISDN等。
3.4子网和IP地址规划
医院网采用VLAN技术来划分子网[13]。
通过VLAN的合理设置，用户可以方便地在网络中移动，而不需要线路的改变。
这样，可以从逻辑上对每个用户进行分组管理，由计算机自动根据配置形成相应的虚拟网络工作组，并设定相应的安全和访问权限，充分发挥交换式网络的优势，体现交换式网络高速、灵活、易管理等特性。
采用VLAN还可以控制网上的广播风暴，增加网络的安全性，对网络进行集中化的管理控制，从而大大减低了网络管理和维护工作的负担，降低了网络维护的费用。
在这次升级方案中，重庆市第四人民医院划分VLAN的原则为结合应用类型和物理位置划分子网，同时根据系统安全需求和防病毒特点分为安全、半安全及不安全的子网。
当然，在使用VLAN技术中，也要控制子网的数量，以简化网络结构，便于网络管理。
整个网络基于交换机端口划分VLAN，分为交换机服务器子网，管理子网，住院系统子网，门诊系统子网，护理子网，因特网用户子网，财务子网，行政子网，药品/器材子网[15]。
全院有800个左右的信息点，因此内部地址采用B类的私有地址172.16.0.0，子网掩码255.255.255.0，分给每个部门可以使用254台主机的的地址区间。
见表3.1所示。
子网规划表
表3.1
子网
VLAN号
IP地址
掩码
服务器子网
Vlan1
172.16.1.0
255.255.255.0
管理子网
Vlan2
172.16.2.0
255.255.255.0
住院系统子网
Vlan3
172.16.3.0
255.255.255.0
门诊系统子网
Vlan4
172.16.4.0
255.255.255.0
护理子网
Vlan5
172.16.5.0
255.255.255.0
因特网用户子网
Vlan6
172.16.6.0
255.255.255.0
财务系统子网
Vlan7
172.16.7.0
255.255.255.0
行政系统子网
Vlan8
172.16.8.0
255.255.255.0
药品/器材子网
Vlan9
172.16.9.0
255.255.255.0
3.5设备选型
网络设备分为网络交换设备、路由设备、服务器没备、磁盘阵列存储设备、磁带备份设备、终端工作站、打印设备以及电源等设备。
选型策略
我们主要从以下几点出发考虑设备的选型问题：
?
尽量选用同一厂家的设备，这样在设备可互联性，技术支持，价格等方面都有优势。
?
在网络的层次结构中，主干设备选择应预留一定的能力，以便于将来扩展，而低端设备则够用即可。
因为低端设备更新较快，且易于扩展。
?
选择的设备要满足用户的需要。
主要是要符合整体网络设计的要求以及实际的端口数的要求。
?
选择行业内有名的设备厂商，以获得性能价格比更优的设备以及更好的售后保证。
在网络设备的选择上，采用当今在网络设备市场上占有率第一的Cisco公司网络产品来组建重庆市急救中心网络。
选择Cisco的理由有：
首先Cisco是目前世界上最大的网络公司。
Cisco的雄厚实力与技术力量是其他网络厂商无法比拟的。
Cisco公司掌握着计算机网络全球市场的70%，选择Cisco，在售后支持和长期维护方面最有保证[8]。
其次，Cisco是网络标准制订的关键参与者。
在网络能够互通，互联之前，首先要确定标准。
Cisco在这方面有着天然的优势，选择Cisco，可以在更大程度上保护用户的投资，能够确保同今后网络的兼容。
第三，Cisco产品的潜在问题最少。
Cisco是世界上拥有用户最多的网络厂商，其产品的质量问题也是最有保证的。
而一些小的网络厂商虽然其产品的价格较低，性能也非常优越，但由于其市场的考验不够，所以出问题的可能性就要大得多。
尤其在一些高端的设备方面，由于市场需求量本身就不如低端产品，情况更是如此。
3.5.1路由器选型
高密度SDNPRI功能。
接入路由器采用Cisco2811路由器，该路由器不仅能够提供外网系统的高速的Internet连接，还可以提供内网系统所需的VPN的连接，与医保机构构成虚拟专用网，具有安全性高带宽足够等特点。
其性能如下：
一个平台中结合了拨号访问、先进的局域网到局域网路由服务、ATM连接以及语音、视频和数据的多种业务集成。
模块化，可伸缩的设计提供性能、可伸缩性、灵活性和投资保护。
预配置的BRI和PRI调制解调器捆绑。
支持Modem-over-BRI功能性。
集成CiscoIOS软件（产品定价中包括IPIOS软件）。
完全支持VPN。
CiscoIOS防火墙特性集提供防止网络入侵的安全保护。
3.5.2交换机选型
1.主交换设备
主交换机采用两台CISCO的Catalyst6509交换机（见图3.3所示），中心交换机是整个网络的核心部件，它的故障将导致整个网络的瘫痪，因此中心交换机的选择不仅要考虑到价格，更重要的是要考虑它的性能、质量和售后的技术支持和服务。
网络中心交换设备要支持ATM模块，要有QoS服务质量保障，要顾及今后的网络发展等等[9]。
图3.3
经测算，主干光缆、冗余光缆、服务器（每台服务器最终配备两块千兆网卡）接人共需千兆端口12个、RJ45百兆端口40个。
综合上述因素考虑，对中心交换机的要求：
满足双电源、双引擎冗余，提供24个1000M端口、40个100M端口，从网络管理的角度来说，现代大型网络必须进行VLAN划分。
根据未来的应用模式，基本上所有的用户都是对服务器的集中式防问，因此采用扩展的大交换/小路由没汁方案，所以对中心交换机的三层交换速率要求较高。
综合诸多因素考虑，最终确定选用配备有双电源，双引擎模块的Cisco6509交换机作为我们网络的核心交换机。
专门用作网络中心交换设备的CiscoCataLyst6509是Cisco具有三层交换能力的产品，它融快速以太网、ATM、第二层线速交换等先进技术于一体，确保医院网络性能、容量和控制能力。
CataLyst6509交换机支持256GBPS的交换带宽和150MPPS的多层交换能力，完全可以满足医院日
升级会员 